AZ61镁合金压痕-压平复合形变研究
发布时间：2022-09-29 18:00
镁合金具有密度小、比强度高、抗阻尼性能好、电磁屏蔽性能好等优点,在航空、航天、汽车制造及3C电子领域得到广泛应用。然而,镁合金材料的塑性变形能力差,强度较低等特点,严重阻碍了镁合金的综合利用。所以开发高性能镁合金材料已成为镁合金领域的重要研究方向。本文采用数值模拟方法和实验方法研究了AZ61镁合金经过压痕-压平复合形变后微观组织演变规律和力学性能变化规律,取得了以下研究成果:（1）采用有限元模拟方法对镁合金板材压痕-压平复合形变进行分析,研究表明,随着压下量的增加,变形温度的升高,晶粒组织得到明显细化,复合形变温度越低,应力越大,再结晶晶粒尺寸有所增加。（2）对AZ61镁合金压痕-压平复合形变进行实验研究,实验结果表明,当变形温度为360℃,压下量为5mm时,平均晶粒尺寸为14μm,相比于原始板材晶粒尺寸的37μm,晶粒细化了62%。（3）对复合形变后的AZ61镁合金板材进行力学性能测试,结果表明,当齿间距为8mm,压下量为5mm时,抗拉强度达到341MPa,屈服强度为329MPa,伸长率为17.9%,与原始数据相比,抗拉强度提高了12%,屈服强度提高了17%,伸长率提高了4%,复合形...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 镁及镁合金
1.2.1 镁的性质
1.2.2 镁合金的分类和牌号
1.2.3 镁合金的应用
1.3 镁合金塑性变形机理
1.3.1 镁合金的滑移
1.3.2 镁合金的孪生
1.3.3 镁合金的动态再结晶
1.4 变形镁合金的织构
1.4.1 镁合金的板织构
1.4.2 镁合金的纤维织构
1.4.3 镁合金的再结晶织构
1.5 本课题的意义和主要研究内容
1.5.1 本课题的研究意义
1.5.2 主要研究内容
第2章 AZ61 镁合金压痕-压平复合形变数值模拟
2.1 引言
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 压痕-压平复合形变几何模型的建立
2.2.2 压痕-压平复合形变材料的定义
2.2.3 压痕-压平复合形变模拟过程设置
2.3 压痕-压平复合形变模拟参数的设定
2.3.1 变形温度
2.3.2 模具齿间距
2.3.3 变形程度
2.4 等效温度场的分析
2.4.1 变形程度对温度场的影响规律
2.4.2 模具齿间距对温度场的影响规律
2.5 等效应力场的分析
2.5.1 变形温度对应力场的影响规律
2.5.2 变形程度对应力场的影响规律
2.5.3 不同齿距间对应力场的影响规律
2.6 等效应变场的分析
2.6.1 模具齿间距对应变场的影响规律
2.6.2 变形温度对应变场的影响规律
2.7 晶粒度的模拟及结果
2.7.1 晶粒度模拟的一般设置及步骤
2.7.2 晶粒度的模拟结果与分析
2.8 本章小结
第3章 AZ61 镁合金压痕-压平复合形变实验研究
3.1 实验材料成分
3.2 实验模具
3.3 实验方案
3.3.1 实验设备及仪器
3.3.2 实验过程
3.4 金相试样的制备
3.4.1 材料的取样
3.4.2 试样的制备过程
3.4.3 金相设备
3.4.4 晶粒尺寸测量
3.5 显微组织的演变规律研究
3.5.1 变形程度对材料微观组织的影响规律
3.5.2 变形温度对材料微观组织的影响规律
3.5.3 齿间距对材料微观组织的影响规律
3.6 孪生对塑性变形的贡献
3.7 本章小结
第4章 AZ61 镁合金压痕-压平复合形变后的力学性能
4.1 引言
4.2 材料力学性能测试及设备
4.2.1 硬度测试
4.2.2 拉伸试验
4.3 硬度测试结果及分析
4.3.1 不同变形温度的硬度测试结果分析
4.3.2 不同齿间距对硬度的测试结果分析
4.4 拉伸试验结果及分析
4.4.1 不同压下量对板材组织的力学性能影响规律
4.4.2 不同齿间距对板材组织的力学性能影响规律
4.5 本章小结
第5章 AZ61 镁合金压痕-压平复合形变后的织构分析
5.1 引言
5.2 EBSD技术的发展
5.3 镁合金EBSD试样的制备
5.4 镁合金压痕-压平复合形变织构的分析
5.4.1 变形温度对织构的影响
5.4.2 齿间距对织构的影响
5.5 复合形变后板材残余应力的变化
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]AZ80镁合金热变形本构模型及动态再结晶行为研究[J]. 陈军,纪兴华,吕昕晖,陈刚. 特种铸造及有色合金. 2019(10)
[2]Effects of Mg17Al12 second phase particles on twinning-induced recrystallization behavior in Mg–Al–Zn alloys during gradient hot rolling[J]. Zhong-Zheng Jin,Xiu-Ming Cheng,Min Zha,Jian Rong,Hang Zhang,Jin-Guo Wang,Cheng Wang,Zhi-Gang Li,Hui-Yuan Wang. Journal of Materials Science ＆ Technology. 2019(09)
[3]Simulation of dynamic recrystallization for an Al-Zn-Mg-Cu alloy using cellular automaton[J]. Jie Zhang,Zhihui Li,Kai Wen,Shuhui Huang,Xiwu Li,Hongwei Yan,Lizhen Yan,Hongwei Liu,Yongan Zhang,Baiqing Xiong. Progress in Natural Science:Materials International. 2019(04)
[4]铸造镁合金金相组织腐蚀剂的研究[J]. 李慧. 特种铸造及有色合金. 2019(06)
[5]剧烈塑性变形对AZ31镁合金微观组织演化的影响[J]. 徐淑波,张小东,景财年,林晓娟,刘鹏. 稀有金属材料与工程. 2018(05)
[6]AZ31B镁合金铸轧板的织构和冲压性能的分析[J]. 余虹妮. 中国金属通报. 2018(02)
[7]热轧过程中压下量对AZ61镁合金组织与性能的影响[J]. 王宏岩,梁海成. 沈阳理工大学学报. 2018(01)
[8]镁合金的性能特点及应用[J]. 唐联耀. 南方农机. 2017(24)
[9]ZK60镁合金低挤压比棒材的热压缩变形行为[J]. 张迪,刘运腾,林涛,周吉学,赵忠魁. 轻金属. 2017(10)
[10]AZ31镁合金压缩孪晶对组织及性能的影响[J]. 张辉,彭金华,张真,钟志宏,郑玉春,吴玉程. 金属热处理. 2017(03)
博士论文
[1]Mg-13Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金往复镦—挤变形组织演变研究[D]. 杜玥.中北大学 2018
[2]孪生变形对AZ系镁合金析出相的调控机制及性能研究[D]. 王春鹏.重庆大学 2018
[3]Mg-Zn-RE-Zr合金挤压过程中的微观组织演变及力学性能研究[D]. 邱鑫.吉林大学 2017
[4]AZ31镁合金热轧变形机理与工艺研究[D]. 马茹.大连理工大学 2017
[5]Mg-Al系压铸镁合金显微组织对力学性能和腐蚀性能影响的研究[D]. 姜巍.吉林大学 2017
[6]Mg-3Al-3Sn镁合金微观组织、拉伸性能与变形机制[D]. 南小龙.吉林大学 2015
[7]AZ31镁合金的形变孪生行为及孪生机制[D]. 何杰军.重庆大学 2014
[8]铸态AZ80镁合金多次变形工艺及力学行为研究[D]. 孟模.中北大学 2012
[9]AZ31和AM30镁合金管材弯曲成形及变形机理研究[D]. 吴文云.上海交通大学 2010
硕士论文
[1]深冷处理对AZ31镁合金组织及性能的影响研究[D]. 郭超凡.吉林大学 2019
[2]AZ31镁合金孪生与力学行为的相关性研究[D]. 赵亚茹.山东大学 2019
[3]Nd元素及溶液pH值对镁合金PEO膜耐蚀性的影响[D]. 郭方慧.哈尔滨工程大学 2018
[4]AZ31镁合金板材复合形变工艺及组织演变规律研究[D]. 刘鲁铭.沈阳理工大学 2018
[5]AZ31镁合金室温多向压缩过程孪生行为的研究[D]. 崔凯旋.福州大学 2017
[6]Mg-6.8Li-3Al-xCa合金组织与力学性能研究[D]. 王宝.重庆大学 2017
[7]高应变速率下AZ31镁合金的力学性能和微观组织演变[D]. 李泽尧.重庆大学 2016
[8]AZ31镁合金的压缩变形及再结晶行为研究[D]. 周德智.大连理工大学 2015
[9]AZ61镁合金薄板轧制过程的数值模拟与实验研究[D]. 曹宏伟.哈尔滨理工大学 2015
[10]AZ31镁合金薄板轧制及组织性能的研究[D]. 卢杨.辽宁科技大学 2014
本文编号：3683054
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 镁及镁合金
1.2.1 镁的性质
1.2.2 镁合金的分类和牌号
1.2.3 镁合金的应用
1.3 镁合金塑性变形机理
1.3.1 镁合金的滑移
1.3.2 镁合金的孪生
1.3.3 镁合金的动态再结晶
1.4 变形镁合金的织构
1.4.1 镁合金的板织构
1.4.2 镁合金的纤维织构
1.4.3 镁合金的再结晶织构
1.5 本课题的意义和主要研究内容
1.5.1 本课题的研究意义
1.5.2 主要研究内容
第2章 AZ61 镁合金压痕-压平复合形变数值模拟
2.1 引言
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 压痕-压平复合形变几何模型的建立
2.2.2 压痕-压平复合形变材料的定义
2.2.3 压痕-压平复合形变模拟过程设置
2.3 压痕-压平复合形变模拟参数的设定
2.3.1 变形温度
2.3.2 模具齿间距
2.3.3 变形程度
2.4 等效温度场的分析
2.4.1 变形程度对温度场的影响规律
2.4.2 模具齿间距对温度场的影响规律
2.5 等效应力场的分析
2.5.1 变形温度对应力场的影响规律
2.5.2 变形程度对应力场的影响规律
2.5.3 不同齿距间对应力场的影响规律
2.6 等效应变场的分析
2.6.1 模具齿间距对应变场的影响规律
2.6.2 变形温度对应变场的影响规律
2.7 晶粒度的模拟及结果
2.7.1 晶粒度模拟的一般设置及步骤
2.7.2 晶粒度的模拟结果与分析
2.8 本章小结
第3章 AZ61 镁合金压痕-压平复合形变实验研究
3.1 实验材料成分
3.2 实验模具
3.3 实验方案
3.3.1 实验设备及仪器
3.3.2 实验过程
3.4 金相试样的制备
3.4.1 材料的取样
3.4.2 试样的制备过程
3.4.3 金相设备
3.4.4 晶粒尺寸测量
3.5 显微组织的演变规律研究
3.5.1 变形程度对材料微观组织的影响规律
3.5.2 变形温度对材料微观组织的影响规律
3.5.3 齿间距对材料微观组织的影响规律
3.6 孪生对塑性变形的贡献
3.7 本章小结
第4章 AZ61 镁合金压痕-压平复合形变后的力学性能
4.1 引言
4.2 材料力学性能测试及设备
4.2.1 硬度测试
4.2.2 拉伸试验
4.3 硬度测试结果及分析
4.3.1 不同变形温度的硬度测试结果分析
4.3.2 不同齿间距对硬度的测试结果分析
4.4 拉伸试验结果及分析
4.4.1 不同压下量对板材组织的力学性能影响规律
4.4.2 不同齿间距对板材组织的力学性能影响规律
4.5 本章小结
第5章 AZ61 镁合金压痕-压平复合形变后的织构分析
5.1 引言
5.2 EBSD技术的发展
5.3 镁合金EBSD试样的制备
5.4 镁合金压痕-压平复合形变织构的分析
5.4.1 变形温度对织构的影响
5.4.2 齿间距对织构的影响
5.5 复合形变后板材残余应力的变化
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]AZ80镁合金热变形本构模型及动态再结晶行为研究[J]. 陈军,纪兴华,吕昕晖,陈刚. 特种铸造及有色合金. 2019(10)
[2]Effects of Mg17Al12 second phase particles on twinning-induced recrystallization behavior in Mg–Al–Zn alloys during gradient hot rolling[J]. Zhong-Zheng Jin,Xiu-Ming Cheng,Min Zha,Jian Rong,Hang Zhang,Jin-Guo Wang,Cheng Wang,Zhi-Gang Li,Hui-Yuan Wang. Journal of Materials Science ＆ Technology. 2019(09)
[3]Simulation of dynamic recrystallization for an Al-Zn-Mg-Cu alloy using cellular automaton[J]. Jie Zhang,Zhihui Li,Kai Wen,Shuhui Huang,Xiwu Li,Hongwei Yan,Lizhen Yan,Hongwei Liu,Yongan Zhang,Baiqing Xiong. Progress in Natural Science:Materials International. 2019(04)
[4]铸造镁合金金相组织腐蚀剂的研究[J]. 李慧. 特种铸造及有色合金. 2019(06)
[5]剧烈塑性变形对AZ31镁合金微观组织演化的影响[J]. 徐淑波,张小东,景财年,林晓娟,刘鹏. 稀有金属材料与工程. 2018(05)
[6]AZ31B镁合金铸轧板的织构和冲压性能的分析[J]. 余虹妮. 中国金属通报. 2018(02)
[7]热轧过程中压下量对AZ61镁合金组织与性能的影响[J]. 王宏岩,梁海成. 沈阳理工大学学报. 2018(01)
[8]镁合金的性能特点及应用[J]. 唐联耀. 南方农机. 2017(24)
[9]ZK60镁合金低挤压比棒材的热压缩变形行为[J]. 张迪,刘运腾,林涛,周吉学,赵忠魁. 轻金属. 2017(10)
[10]AZ31镁合金压缩孪晶对组织及性能的影响[J]. 张辉,彭金华,张真,钟志宏,郑玉春,吴玉程. 金属热处理. 2017(03)
博士论文
[1]Mg-13Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金往复镦—挤变形组织演变研究[D]. 杜玥.中北大学 2018
[2]孪生变形对AZ系镁合金析出相的调控机制及性能研究[D]. 王春鹏.重庆大学 2018
[3]Mg-Zn-RE-Zr合金挤压过程中的微观组织演变及力学性能研究[D]. 邱鑫.吉林大学 2017
[4]AZ31镁合金热轧变形机理与工艺研究[D]. 马茹.大连理工大学 2017
[5]Mg-Al系压铸镁合金显微组织对力学性能和腐蚀性能影响的研究[D]. 姜巍.吉林大学 2017
[6]Mg-3Al-3Sn镁合金微观组织、拉伸性能与变形机制[D]. 南小龙.吉林大学 2015
[7]AZ31镁合金的形变孪生行为及孪生机制[D]. 何杰军.重庆大学 2014
[8]铸态AZ80镁合金多次变形工艺及力学行为研究[D]. 孟模.中北大学 2012
[9]AZ31和AM30镁合金管材弯曲成形及变形机理研究[D]. 吴文云.上海交通大学 2010
硕士论文
[1]深冷处理对AZ31镁合金组织及性能的影响研究[D]. 郭超凡.吉林大学 2019
[2]AZ31镁合金孪生与力学行为的相关性研究[D]. 赵亚茹.山东大学 2019
[3]Nd元素及溶液pH值对镁合金PEO膜耐蚀性的影响[D]. 郭方慧.哈尔滨工程大学 2018
[4]AZ31镁合金板材复合形变工艺及组织演变规律研究[D]. 刘鲁铭.沈阳理工大学 2018
[5]AZ31镁合金室温多向压缩过程孪生行为的研究[D]. 崔凯旋.福州大学 2017
[6]Mg-6.8Li-3Al-xCa合金组织与力学性能研究[D]. 王宝.重庆大学 2017
[7]高应变速率下AZ31镁合金的力学性能和微观组织演变[D]. 李泽尧.重庆大学 2016
[8]AZ31镁合金的压缩变形及再结晶行为研究[D]. 周德智.大连理工大学 2015
[9]AZ61镁合金薄板轧制过程的数值模拟与实验研究[D]. 曹宏伟.哈尔滨理工大学 2015
[10]AZ31镁合金薄板轧制及组织性能的研究[D]. 卢杨.辽宁科技大学 2014
本文编号：3683054
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3683054.html
